Автоматизированный привод сварочного полуавтомата с асинхронным двигателем
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?ы;
Некоторые из приведенных требований противоречивы. Поэтому в данном случае необходимо обеспечить в первую очередь технические требования (диапазон регулирования, статизм, ошибку регулирования), а потом массогабаритные и экономические требования.
.3 Техническое обоснование и выбор системы электропривода
Как было изложено выше, наиболее целесообразным в настоящее время является разработка электропривода на основе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и системой частотного регулирования.
Этот выбор обусловлен тем, что построение недорогого привода, который удовлетворял бы всем вышеперечисленным требованиям, возможен только с применением асинхронного двигателя.
За базовую структуру электропривода выберем комплектный электропривод ЭКТ 63/380, который обеспечивает диапазон регулирования скорости до 90 и максимальной выходной частотой 50 Гц.
Другой альтернативной системой является бесконтактный двигатель постоянного тока. Но так как асинхронные двигатели получили очень широкое распространение, да к тому же дешевле и надежнее бесконтактных, то привод построим именно на основе АДКЗ.
3. Расчет нагрузок механизмов
.1 Анализ кинематической схемы, определение параметров и составление расчетной схемы механической части электропривода
Кинематическая схема механизма подачи проволоки представлена на рис. 3.1. Механизм включает в себя двигатель Д, редуктор Р, подающие шестерни 2, прижимные шестерни 1. Кроме того, в расчете момента инерции механизма необходимо учесть барабан с проволокой 4.
.
Рис. 3.1. Кинематическая схема механизма подачи
На рисунке показано:
- прижимные шестерни;
- подающие шестерни;
- электродная проволока;
- барабан с проволокой;
Р - редуктор;
Д - двигатель.
Подающие и прижимные ролики выберем такими же, как использованные в серийных полуавтоматах диаметром 38 мм. При этом диаметр по канавке составляет 34 мм.
Максимальная угловая скорость подающих роликов,
,
- максимальная скорость подачи электродной проволоки, м/с;
- диаметр канала подающей шестерни.
При расчете момента инерции механизма, моментом инерции шестерен можно пренебречь, так как момент инерции шестерни много меньше момента инерции двигателя, а скорость вращения так же в несколько раз меньше скорости вращения двигателя.
Но моментом инерции барабана с проволокой пренебрегать нельзя. Момент инерции полного барабана:
Угловая скорость полного барабана:
Момент инерции пустого барабана:
Угловая скорость пустого барабана:
3.2 Расчет нагрузки механизма с учетом регулирования скорости
Построение механической характеристики механизма
Fмех=f(?)
Момент нагрузки механизма подачи электродной проволоки математически рассчитать невозможно. Это обусловлено тем, что усилие проталкивание проволоки зависит от многих параметров. Это и пространственное положение шланга, и степень загрязнения канала, и длина шланга и многое другое. Поэтому усилие проталкивания проволоки предусмотрены соответствующим ГОСТом. В соответствии с требованиями ГОСТ 18130-79 тяговые усилия подающих механизмов полуавтоматов дуговой сварки с толкающей системой подачи электродной проволоки должны составлять:
- 100 Н - для стальных проволок диаметром до 1.4 мм и алюминиевых проволок всех диаметров;
- 200 Н - для стальных проволок диаметром 1.6-3.0 мм.
Минимальное усилие подачи проволоки при чистом канале и выровненном шланге составляет примерно 25 Н. Таким образом нагрузка механизма меняется в широких пределах во всем диапазоне скоростей. Механическая характеристика механизма представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс. С учетом всего вышеизложенного на рис. 3.2. представлена область возможной работы механизма.
Рис. 3.2. Область работы механизма.
.3 Расчет статического момента и построение характеристики
Мс=f(?)
Статический момент будет определяться моментом, развиваемом двигателем при проталкивании проволоки с учетом потерь в кинематической цепи. Таким образом, максимальный статический момент
Минимальный статический момент
Статический момент остается практически постоянным во всем диапазоне скоростей, так как усилие проталкивания проволоки не зависит от скорости подачи. В данном расчете мы пренебрегаем изменением КПД редуктора при неноминальных режимах.
Область работы в статическом режиме приведена на рис. 3. 3.
Рис. 3.3. Область работы привода.
.4. Расчет и построение нагрузочной диаграммы механизма
М=f(t)
Для данного механизма сложно построить однозначную нагрузочную диаграмму. Это связано с тем, что механизм может работать в различных режимах. Вид диаграммы в зависимости от режима не изменяется, но изменяются время работы, время паузы, время разгона и торможения. Таким образом, представим только внешний вид нагрузочной диаграммы для максимального статического момента.
На данном этапе работы мы можем построить только упрощенную нагрузочную диаграмму, так как на данный момен?/p>